سيارات الهيدروجين ..المستقبل القادم

تستثمر مصانع السيارات حول العالم في مشاريع الطاقة البديلة

إعداد/عبدالله عبد الوهاب

تستثمر مصانع السيارات حول العالم في مشاريع الطاقة البديلة ابتداءً من السيارات الهجينة ووصولاً إلى السيارات الكهربائية التي لاقت رواجاً وضجة في السوق العالمي، ويتسائل البعض عن منافس السيارات الكهربائية في المستقبل وبالطبع تحتل سيارات الهيدروجين الصدارة في ذلك.

ما هي سيارات الهيدروجين ؟

تعرف سيارات الهيدروجين بإسم السيارات العاملة بخلايا الوقود ، وتعمل على طاقة الهيدروجين السائل المكون من الأوكسجين ، حيث يتم التفاعل الكيميائى وينتج عنه طاقة كهربائية ، يقوم جهازالجنريتير بالسيارة بفصل الهدروجين عن الهواء ليقوم السائل بتوليد الطاقة للمحرك الكهربائي بينما يتم استخدام الأوكسجين في عملية الاحتراق الخاصة بالمحرك وعليه ينتج بخار من العوادم بدلاً من ثاني أكسيد الكربون الضار .

مزايا السيارات العاملة بالهيدروجين :

لعل أفضل ميزة في السيارات العاملة بالهيدروجين هي سرعة تعبئتها، كما هو الحال في السيارات العاملة بالوقود، لا تستغرق سوى بضع دقائق ليتم ذلك ، بعكس السيارات الكهربائية التي تتطلب وقت أطول لشحنها قد يصل لساعات ، حتى وإن كانت بميزة الشحن السريع فلن تقل مدة الشحن عن ٢٥ دقيقة ناهيك عن ارتفاع تعرفة الكهرباء .

عيوب السيارات العاملة بالهيدروجين:

كحال أي نوع من السيارات، لابد من وجود بعض العيوب في السيارات العاملة بالهدروجين، تتمثل في قلة محطات ونقاط تزويد الهدروجين ، وإمكانية حدوث التماس وسرعة اشتعال بالسيارة بسبب التفاعل المفرط وهو الأمر الذي أدى إلى تردد بعض الشركات المصنعة للسيارات من إنتاج هذا النوع .

وعلى الرغم من ذلك إلا أن الكثير من الشركات المصنعة الأخرى قد بدأت في إنتاج هذا الخط من السيارات الهيدروجينية ، مثل شركة "بي أم دبليو" الألمانية للسيارات والتي قدمت نموذجاً لسيارة تعمل بالهيدروجين في عام ٢٠٠٩ وشركة تويوتا اليابانية للسيارات أنتجت سيارة "ميراي" والتي تُعرض للبيع حالياً في أسواق محددة ، كما تستثمر كلاً من شركتي هوندا وجيلي في بعض النماذج المستقبلية للسيارات الهدروجينية .

أجهزه الوقاية ضد زيادة التيار الاتجاهية DIRECTIONAL O/C RELAYES.

إلى جهاز الوقاية ضد زيادة التيار يصبح الجهاز جهازاً وقائي

م.أحمد العثمان

المعهد العالي للطاقة

عندما يتم إضافة وحدة تحديد اتجاه DIRECTIONAL UNIT إلى جهاز الوقاية ضد زيادة التيار يصبح الجهاز جهازاً وقائياً اتجاهياً ضد التيار، ولكي يصدر الجهاز إشارة فصل ويقوم بعمله بشكل صحيح يجب أن يتحقق به شرطان أساسيان:

1- أن تزيد قيمه التيار عن قيمه تعيير ( <I )

2- أن ينقضي زمن تعيير الجهاز ( t ) قبل أن تقل قيمة التيار ويرجع الجهاز PESET .

أما بالنسبة لجهاز الوقاية ضد زيادة التيار الاتجاهي فيجب أن تتوافر به ثلاثة شروط أساسية لكي يصدر إشارة الفصل وهي:

أن يكون مرور التيار في الاتجاه الأمامي للجهاز FORWARD IRECTION أما إذا كان مرور التيار في الاتجاه العكسي فلا يعمل الجهاز .

2- أن تزيد قيمه التيار عن قيمه تعيير I>

3- أن ينقضي زمن تعيير الجهاز t قبل أن تقل قيمه التيار ويرجع الجهاز RESET وهذا النوع من الأجهزة يكون مفيداً عندما يكون المطلوب هو فصل المغذي عند مرور تيار القصر في أحد الاتجاهات وعدم فصله في الاتجاه الآخر، وغالباً ما يتم تركيبه على مغذيات الدخول في لوحات التوزيع كما في الشكل ويتم تعيير الأجهزه كآلاتي :

إذا حدث قصر على أحد مغذيات الخروج من القضبان B فإنه يفصل بزمن ( 0.5 ثانيه ) ولا يفصل أي من الجهازين BI & B2 رغم أن قيمة تعيير الزمن لهما أقل من تغيير الأجهزة المركبة على مغذيات الخروج لأن مرور التيار سيكون في هذه الحالة في عكس اتجاه عملهما، عمل الأجهزة عندما يكون التيار المار فيهما خارجاً من قضبان التوزيع أما التيار الداخل إلى قضبان التوزيع فيكون عكس اتجاه عملهما.

وفي حال حدوث قصر على أحد المغذيات فإن اتجاه مرور التيارات يكون كما في الشكل ولما كان الجهازان B1&B1 اتجاهيان والتيار 13أمبير يمر في الاتجاه الأمامي للجهاز B1 فإنه يفصل بعد زمن ( 0.2 ثانيه ) وبعد زمن

( 1 ) ثانية يفصل الجهاز A1 وبذلك يتم غزل القصر ويبقي المغذي ( A2 -B2) بدون فصل ليغذي القضبان B أما لو كان الجهازان B1&B2 غير اتجاهيين فإنه في حاله حدوث قصر عند F كما في الحالة السابقة فإن كلا من المغذيين يفصل وتقطع التغذية عن القضبان B أي أن تركيب أجهزه اتجاهية على مغذيات الدخول في لوحات التوزيع وفي جهة الجهد المنخفض للمحولات يساعد على تحقيق الإنتقائية SELECTIVITY لنظام الوقاية .

انترنت الفضاء

سواء كنت تعرف ذلك أم لا، فإن سباق الفضاء الجديد الذي يتكشف هذه الأيام يتمحور حول الوصول إلى الإنترنت من خلاله

ترجمه مقالات كريستيان دافنبورت.

اعداد: م.ناصر الخالدي

سواء كنت تعرف ذلك أم لا، فإن سباق الفضاء الجديد الذي يتكشف هذه الأيام يتمحور حول الوصول إلى الإنترنت من خلاله!!!

منذ عام 2019، وضعت شركة SpaceX التابعة لـ Elon Musk أكثر من 1000 من أقمارها الصناعية Starlink في مدار أرضي منخفض كجزء من خطة لتوفير إنترنت عريض النطاق للمجتمعات المحرومة من البنية التحتية الأرضية لشبكات الانترنت في جميع أنحاء العالم، وفي الأسبوع الأخير من شهر أكتوبر الماضي، أعلنت أمازون أنها تخطط لوضع نموذج أولي من أقمارها الصناعية من مشروع Kuiper في المدار بحلول نهاية عام 2022 مع وضع هدف مماثل في الاعتبار.

التكنولوجيا تعمل من أجلك

تحاول هذه الشركات ملاحقة ما يقدر بنحو 4 مليارات من سكان الأرض المحرومين من الوصول إلى الإنترنت وكذلك الشركات التي تعمل في المناطق النائية مثل شركات الطيران والسفن السياحية.

لا يزال من غير الواضح كيف ستتغير هذه الخطط الكبيرة في النهاية، ولكن Starlink موجودة بالفعل وتخدم حوالي 90000 عميل حول العالم.

في الماضي، حاول العديد من الأشخاص تحقيق ما تأمل به سبيس إكس وأمازون وون ويب ولكن جميع هذه المحاولات باءت بالفشل، فقد فشلت شركة Teledesic، وهي شركة مولها جزئياً بيل جيتس في منتصف التسعينيات، بعد ارتفاع تكاليفها إلى المليارات، وفشلت محاولات إيريديوم وجلوبال ستار بعد أن انتهى بهما المطاف إلى الإفلاس، كما تقدمت OneWeb بطلب للإفلاس قبل ظهورها العام الماضي.

ونتيجة لذلك فقد صرح Musk إنه على دراية بهذا التاريخ وأن نجاح Starlink لم يكن مضمونًا، لكنه يتمتع بميزة أنه قادر على إطلاق الأقمار الصناعية على صواريخ سبيس إكس فالكون 9 القابلة لإعادة الاستخدام التابعة لشركة من شركاته (سبيس اكس).

و يعمل المشرعون حالياً على توسيع نطاق الإنترنت إلى أجزاء من البلاد التي هي في أمس الحاجة إليه، فقد يتكون جيل جديد من الأقمار الصناعية قادرًا على المساعدة في إبقاء بعض العائلات في المناطق الريفية متصلة ببعضها وتعليم أطفالها – وسيكون تكلفة بنيته التحتية أقل بكثير من نظيراتها التقليدية وبالتالي ستكون أقل في تكلفة الاستخدام.

إليك ما تحتاج معرفته حول كيفية عمل خدمات الإنترنت الفضائية الجديدة:

1)الأقمار الصناعية مقابل الكابلات:

كانت خدمات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية موجودة منذ فترة طويلة وتشير التقديرات الصادرة عن مكتب الإحصاء الأمريكي في عام 2019 إلى أن حوالي 8 ملايين مواطن أمريكي يعتمدون عليها للبقاء على اتصال، لكن هذه التجربة بعيدة كل البعد عن المتعة، ففي الكثير من الحالات، يكون الإنترنت عبر الأقمار الصناعية أبطأ بكثير مما يمكن أن تقدمه شركة الكابلات ويفرض العديد من مقدمي الخدمة قيودًا صارمة على كمية البيانات التي يمكنك استخدامها بشكل مريح، فلماذا يستخدم الناس هذه الطريقة؟ بالنسبة للكثيرين، لا سيما في المناطق الريفية أو التي يصعب الوصول إليها، هي الطريقة الأنسب، ويرجع ذلك إلى عدم توفر خيارات أخرى لهم.

ظل شاغلو الوظائف مثل HughesNet وViasat يطورون خدمة الإنترنت عبر الأقمار الصناعية في الولايات المتحدة منذ سنوات ويضعون أقمارهم الصناعية في مدارات عالية ومستقرة بالنسبة إلى الأرض - فوضعوها على بعد 22000 ميل من الأرض أو نحو ذلك، وذلك يعني عدم الحاجة إلى عدد كبير من الأقمار الصناعية لتغطية مساحة أكبر من الأرض، ولكن هناك مشكلة، فالإشارات المرسلة إلى هذه الأقمار الصناعية والعودة منها مرتبطة بسرعة الضوء، وأنواع مسافات الرحلة ذهابًا وإيابًا مما يعني تعرضها إلى التأخرأو ما يُعرف بـ(بنج)، وهو أمر لا مفر منه.

في الوقت ذاته، تتخذ الشركات الناشئة مثل مشروع Starlink نهجًا مختلفًا؛ فبدلاً من الاعتماد على عدد قليل من الأقمار الصناعية في مدارات عالية، فإنه يستخدم الكثير من الأقمار الصناعية في المدارات المنخفضة - بعضها يصل إلى 340 ميلاً فوق رأسنا!!!. ونظرًا لقربها من الأرض فعليًا، فلن يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى تنتقل البيانات من منزلك إلى قمر صناعي إلى محطة أرضية سلكية وبالعكس، ونقصد بعبارة "الكثير من الأقمار الصناعية"، الآلاف من هذه الأقمار وتمتلك Starlink حاليًا أكثر من 1700 قمر صناعي يدور حول الكوكب وتهدف إلى إضاءة حوالي 10000 قمر إضافي، ومن جانبها فإن أمازون تخطط لاتباع نهجاً مماثلاً مع مشروعها Kuiper وتأمل في الحصول على إجمالي 3236 قمراً صناعياً في مدارات أرضية منخفضة، ولكن حتى الآن لم يتم إرسال أي منها.

ومع ذلك، دعونا نوضح شيئًا واحدًا، خدمات مثل Starlink لا يتم استخدامها في البلدان أو المدن المكتظة بالسكان، فهناك تُعد اتصالات الإنترنت السلكية والموثوقة أكثر شيوعًا ، ولكن هناك أكثر من 8 مليون مواطن أمريكي لايمكنهم الوصول سوى إلى مزود خدمة إنترنت عالي السرعة واحد، ووفقًا لدراسة نشرها معهد الاعتماد المحلي - فإنهم لا يواجهون مشكلة كبيرة في الاتصال بالإنترنت.

2)ما الفائدة؟

تتمتع خدمات مثل Starlink بإمكانيات هائلة لمساعدة الأشخاص الذين ليس لديهم اتصال موثوق بالإنترنت على الاستفادة من كل ما تقدمه شبكة الويب، لكن مع ذلك لا يخلو الأمر من بعض السلبيات فهذه الخدمات تخضع لبعض القيود الطبيعية التي يتعين على شركات الإنترنت عبر الأقمار الصناعية الأخرى التعامل معها، فيمكن أن تؤدي الأمطار الغزيرة أو الرياح إلى بعض الاضطرابات في الخدمة.

3)لماذا تعتبر الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض المنخفضة هي السباق الفضائي الجديد؟

يختلف موقع Viasat قليلاً كونه يقدم للعملاء مستويات عديدة للخدمة بناءً على السرعة، فكلما دفعت أكثر، زادت سرعة الإنترنت لديك، ولكن هذه السرعات يمكن أن تضعف إذا قمت مثلاً بالتحميل أو البث أو اللعب أكثر من اللازم، حيث يمكن للعملاء توقع سرعات تنزيل تتراوح بين 100 ميجابت في الثانية و200 ميجابت في الثانية من الخدمة، والتي تكلف 99 دولارًا شهريًا.

هذه السرعات المُعلن عنها أسرع بكثير مما تقدمه الشركات الحالية، ولكن هناك فرق كبير آخر فخدمات Starlink ليس لديها حد أقصى لكمية البيانات عالية السرعة التي يمكنك استخدامها، ومن الممكن أن يتغير ذلك مع تزايد أعداد مستخدمي الشبكة، وفي الوقت الحالي، يمكن أن يؤدي هذا النقص في القيود إلى جعل الخدمة جذابة بشكل جدي لأي شخص ليس لديه إمكانية الوصول إلى اتصال سلكي أكثر موثوقية.

وهذا قد ذكرت شركة اختبار سرعات الانترنت Ookla في أغسطس من العام الماضي أن متوسط سرعة الخدمة كان 97.23 ميغابت في الثانية – وتعتبر مناسبة للبث والألعاب ومحادثات الفيديو وفي الوقت نفسه ، كان متوسط النتائج من HughesNet و Viasat أقل من ربع نتائج Starlink وأبطأ مما ستحدده لجنة الاتصالات الفيدرالية على أنه إنترنت واسع النطاق.

من جانبها، لم تؤكد أمازون ما تخطط لفرضه مقابل الوصول إلى الإنترنت عبر Project Kuiper، أو ما إذا كان سيتعين على الأشخاص الاشتراك مباشرة أو من خلال موزع. وأشارت أمازون في بعض اختباراتها إلى أن سرعات التنزيل كانت عالية تصل إلى 400 ميجابت في الثانية، مما قد يؤدي إلى مكالمات فيديو وجلسات تعلم عن بعد أكثر موثوقية، مع ذلك، هناك شيئان يجب مراعاتهما هنا:

أولاً، بمجرد أن يبدأ الأشخاص في استخدام خدمة Kuiper، فمن شبه المؤكد أنك لن ترى سرعات عالية باستمرار.

وثانيًا، Kuiper كخدمة غير موجودة حتى الآن، ومن المحتمل ألا تكون موجودة لبضع سنوات على الأقل.

أنظمة الطاقة الشمسية ومغيرات الجهد

مغيرات الجهد في أنظمة الطاقة الشمسية لها أهمية قصوى وضرورية في تحويل التيار الكهربي المستمر ( DC ) إلى التيار الكهربي المتردد ( AC )، وهناك ثلاث أنواع رئيسية لهذه المغيرات التي تستخدم في الشبكات الكهربائية وهي :

م / فيصل زهيم العازمي

عضو هيئة تدريب-معهد التدريب المهني

مغيرات الجهد في أنظمة الطاقة الشمسية لها أهمية قصوى وضرورية في تحويل التيار الكهربي المستمر ( DC ) إلى التيار الكهربي المتردد ( AC )، وهناك ثلاث أنواع رئيسية لهذه المغيرات التي تستخدم في الشبكات الكهربائية وهي :

المحول المركزي (Central inverter) وفيه يتم الاعتماد على مغير رئيسي واحد من خلاله يتم ربط جميع ألواح الطاقة الشمسية مباشرةً، فتشكل مجموعات يتم توصيلها على التوالي ( series ) بطريقتين، الطريقة الأولى تسمي بطريقة " الجهد المنخفض " وفيها يكون عدد الألواح في كل مجموعة قليل بحد أقصى 5 ألواح ويكون فيها الجهد منخفض ومن عيوبها أن شدة التيار الكهربي تكون عالية لانخفاض الجهد فتحتاج إلى أسلاك سميكة مرتفعة التكلفة ومن مميزاتها أنها لا تتأثر بظل الألواح لقلة عددها، والطريقة الثانية تسمى بطريقة " الجهد العالي " وفيها يكون عدد الألواح في كل مجموعة كبير ومن مميزاتها انخفاض شدة التيار الكهربى بها لارتفاع الجهد فتحتاج إلى اسلاك أقل سماكة وغير مكلفة ومن عيوبها ارتفاع نسبة تأثير ظل الألواح بها لزيادة عدد ألواح المجموعات .
سلسلة المغيرات ( String inverters ) : وفيها يكون لكل مجموعة ألواح مغير مستقل خاص بها ومن مميزاتها عدم ارتباط المجموعات مع بعضها فكل مجموعة مستقلة عن الأخرى ويمكن ابعاد المجموعات عن بعضها فيقل تأثير الظل بينها وتكون كفاءة المجموعات أعلى، وتعد هذه المغيرات الأكثر استخداماً فى الأنظمة التي يتم استخدامها بالأماكن السكنية والتجارية.

المحول الوحدة ( Module inverter ) : ويمتاز هذا النوع بصغر حجمه فلكل لوح شمسي محول وحدة خاص به وتمتاز أيضاً بطاقتها الإنتاجية العالية ولكن من عيوبه ارتفاع تكلفته وتأثره بالعوامل الجوية الخارجية .

عصر الكهرباء اللاسلكية

الكهرباء اللاسلكية هي حلم عمره أكثر من 100 عام

بقلم: أ. محمود حسين الحاج

عضو هيئة التدريب بمعهد التدريب المهني

الكهرباء اللاسلكية هي حلم عمره أكثر من 100 عام قد يتحول إلى حقيقة في السنوات القادمة وقد أدى ظهور الشحن اللاسلكي والمركبات الكهربائية و5 G والحاجة إلى مزيد من الاستدامة إلى دفع أجزاء مختلفة من العالم لكي تعمل بكامل طاقتها على تطوير تقنية نقل الكهرباء لاسلكيا.

وهناك عدد من الشركات مثل شركة Wave Inc. الأمريكية وشركة Space Power Technologies ومقرها اليابان وشركة Emrod الناشئة في نيوزيلندا التي تعمل حاليًا على تقنية نقل الطاقة اللاسلكية بإجراء الاختبارات الميدانية لبعض الأنظمة لتقديم حل كهربائي لاسلكي فعال واقتصادي وقابل للتطبيق.

لمحة تاريخية عن نقل الطاقة الكهربائية لاسلكيا

قبل أن ندخل في المبادرات الثورية المختلفة المتعلقة بالكهرباء اللاسلكية، من المهم أن نفهم أصل هذه التكنولوجيا والمفهوم الأساسي وراءها الذي يجعلها اختيارًا موثوقًا لاحتياجات الطاقة المستقبلية.

ففي عام 1891 صمم المخترع الصربي الأمريكي نيكولا تسلا ملف Tesla، وهو جهاز فريد يعمل على مبدأ الرنين الكهربائي وكان قادرًا على نقل الكهرباء بدون أسلاك، ومع ذلك يمكن للملف توصيل الكهرباء لاسلكيًا على مسافات قصيرة فقط وبسبب إمكاناته المحدودة لم يتضح أنه تطبيق عملي لنقل الكهرباء لاسلكيًا.

كان تسلا لا يزال مهووسًا بفكرته عن الطاقة اللاسلكية، لذلك في السنوات التي تلت ذلك عمل على بناء محطة طاقة يمكنها إجراء نقل طاقة لاسلكي عالي الجهد (WPT) من خلال هذه التجربة، ويهدف Tesla إلى نقل الرسائل لاسلكيًا على مسافات طويلة إما باستخدام سلسلة من الأبراج ذات المواقع الاستراتيجية أو نظام البالونات المعلقة.

فقام ببناء محطة إرسال لاسلكية في لونغ آيلاند تسمى Tesla أو برج (Wardenclyffe) والتي يعتقد أنها يمكن أن تثبت أن نقل الكهرباء لاسلكيًا بعيد المدى كان ممكنًا لكن لسوء الحظ رفض المستثمر JP Morgan تقديم المزيد من الأموال لتجاربه، وتم إغلاق المشروع في عام 1906 وتم هدمه لاحقًا.

ربما يكون نيكولا تسلا قد مات في عام 1943 ولم يكتمل حلمه بالكهرباء اللاسلكية ، ولكن في المائة عام الماضية أثبت عدد من التجارب والدراسات أن المخترع العبقري ربما كان على المسار الصحيح في نهجه باستخدام الأرض بدلاً من الأسلاك كوسيلة لنقل الطاقة اللاسلكية .

تطوير طُرُقٍ مُخْتَلِفَةٍ لِنَقْل الطَّاقَة لاسلكياً وَالْبَحْوث جَارية لتنفيذ ذلك عَلَى نِطَاقٍ وَاسِعٌ

Ø نقل طاقة الميكروويف

في هذه الطريقة يتم تحويل إشعاع الميكروويف إلى طاقة كهربائية بالتيار المستمر بمساعدة مستقبل الميكروويف ومقوم التيار المستمر حيث كانت أعلى كفاءة تم تحقيقها من خلال نقل طاقة الميكروويف 84٪ والتي تم تسجيلها في عام 1975 من قبل فريق في اليابان، لكن الأنظمة ذات الإنتاج العالي للطاقة كانت ذات كفاءة أقل، وسيكون الهدف التالي هو تحقيق نقل طاقة عالية الكفاءة عبر مسافات طويلة.

كشفت الأبحاث المنشورة في أغسطس2021 في جامعة Tesocoba باليابان أن إشعاع الميكروويف عالي الطاقة يمكن أن يعمل كمصدر لاسلكي فعال للطاقة لإطلاق الصواريخ في الفضاء وذلك عندما يتم إرسال صاروخ إلى الفضاء فإن الوقود يمثل حوالي 90 ٪ من وزنه ويمكن التخلص من هذا الحمل باستخدام تقنية الطاقة اللاسلكية القائمة على الميكروويف.

Ø إرسال الأقمار الصناعية الشمسية

هذه طريقة واعدة تتضمن استخدام أقمار صناعية تعمل بالطاقة الشمسية موضوعة في مدار أرضي مرتفع سيحول القمر الصناعي ضوء الشمس إلى طاقة وتتكون هذه الطاقة من الموجات الدقيقة. ثم يتم إرسال إشارات الميكروويف هذه إلى هوائي على الأرض أو إلى محطة شبكة رئيسية.

من هناك سيتم نقل الإشارات إلى محطة شبكة أساسية والتي ستحول الموجات الدقيقة إلى كهرباء ذات تيار مستمر في محطة الشبكة ثم سيتم تحويل الكهرباء أيضًا إلى حزم طاقة على غرار حزم بيانات الإنترنت، والتي سيتم نقلها إلى المنازل الفردية وتخزينها في جهاز استقبال للطاقة.

أعلن معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مؤخرًا أن عضو مجلس الإدارة دونالد برين، وهو أيضًا مالك شركة الاستثمار العقاري Irvine Company، سيتبرع بمبلغ 100 مليون دولار لمشروع الطاقة الشمسية الفضائية (SSPP) التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ويهدف هذا المشروع الطموح إلى إنشاء شبكة طاقة لاسلكية تعتمد على الأقمار الصناعية والميكروويف يمكنها توفير الطاقة باستمرار في أي مكان على وجه الأرض.

Ø انتقال الليزر

تم إثبات أن أكثر محولات DC إلى الليزر كفاءة هي صمامات ثنائية ليزر ذات الحالة الصلبة مثل تلك المستخدمة تجاريًا في اتصالات الليزر بالألياف الضوئية والفضاء الحر ويسمح نقل الليزر للمستقبل الكهروضوئي باستقبال أشعة الليزر وتوليد الطاقة الكهربائية منها وتكمن ميزة نقل الطاقة القائم على الليزر في أنه يمكن التحكم في أشعة الليزر بسهولة أكبر من أجل النقل الكهربائي اللاسلكي بعيد المدى.

لم تعد الطاقة اللاسلكية حلما لنيوزيلندا

ستختبر شركة Emrod الناشئة في مجال الطاقة قريبًا نموذجًا أوليًا لإعداد البنية التحتية للطاقة اللاسلكية في نيوزيلندا وإذا نجح الاختبار فسيكون هذا بمثابة دفعة كبيرة لخطط حكومة نيوزيلندا لإعداد نقل الطاقة اللاسلكي في جميع أنحاء البلاد.

صممت Emrod تقنية فريدة للطاقة عن بعد تستخدم شبكة لاسلكية من الهوائيات والمستقيمات (الهوائيات المعدلة) التي تحمل الطاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية طويلة المدى من نقطة إلى أخرى، في البداية يتم توصيل الكهرباء عبر الهوائيات على شكل حزمة غير مؤينة لها تردد مكافئ لموجات الراديو.

ووفقًا للشركة فإن "ستارة أمان ليزر منخفضة الطاقة تضمن إيقاف شعاع الإرسال فورًا قبل أن يصل أي جسم عابر (مثل طائر أو مروحية) إلى الشعاع الرئيسي، مما يضمن عدم ملامسته أبدًا لأي شيء باستثناء الهواء النظيف".

تدعي Emrod أن هذه التكنولوجيا مناسبة تمامًا للتضاريس الجبلية لنيوزيلندا ويمكنها تحمل الظروف الجوية المتغيرة في المنطقة وتعتبر تقنية نقل الكهرباء اللاسلكية المستندة إلى rectenna أيضًا نعمة للمناطق التي لا يمكن فيها تركيب شبكات الطاقة التقليدية بسبب القيود المالية أو الجغرافية.

في حين أن المشروع مدعوم من قبل حكومة نيوزيلندا، يتوقع جريج كوشنير الرئيس التنفيذي لشركة Emrod أن الناس قد يعارضون الكهرباء اللاسلكية بنفس الطريقة التي يشككون بها بشأن تقنية 5 G ويعتقد أن التحدي الحقيقي المرتبط بهذا المشروع هو طمأنة الناس أن الكهرباء اللاسلكية من Emrod لا تؤدي إلى أي إشعاع ضار.

كما تمتلك Emrod أيضًا مكتبًا في بوسطن وهناك احتمال قوي بأن يتم تنفيذ مشروع الكهرباء اللاسلكية القادم للشركة في الولايات المتحدة.

بعض المبادرات الرائدة الأخرى لنقل الطاقة اللاسلكية

العقد الجديد للقرن الحادي والعشرين هو طلب حلول طاقة نظيفة وغير محدودة لذا الكهرباء اللاسلكية التي تعتبر بديلاً رائعًا لمصادر الطاقة التقليدية لديها القدرة على إحداث ثورة في قطاع الطاقة النظيفة وهذا هو السبب أيضًا في حدوث العديد من التطورات المثيرة للاهتمام في جزء WPT:

v كهربة المركبات اللاسلكية المتقدمة (WAVE) هي شركة تقنية أمريكية تصنع حلول الطاقة اللاسلكية للسيارات الكهربائية المتوسطة والعالية الطاقة كما يمكن تركيب أنظمة الشحن التي توفرها Wave تحت الأرض أو تحت الطرق أو في مناطق وقوف السيارات، وهي قادرة على توصيل طاقة لاسلكية تصل إلى 1 ميغا واط.
تشير التقارير الأخيرة إلى أن الشاحنة الكهربائية شبه القادمة من Tesla قد تستخدم تقنية الشحن اللاسلكي الاستقرائي من Wave لتلبية متطلبات الطاقة الخاصة بها.

v Beyond Earth هو معهد أبحاث غير هادف للربح اقترح رؤية لإنشاء نظام لنقل الطاقة الشمسية عبر الأقمار الصناعية يعمل بكامل طاقته ويذكر المعهد أن النظام اللاسلكي المقترح يمكنه تشغيل التطبيقات الصناعية على الأرض وكذلك العمليات البشرية على القمر.
حيث يتكون نظام الطاقة المقترح من وحدتين رئيسيتين؛ قمر صناعي فضاء شمسي يستقبل الطاقة من الشمس ويعالج نفس الشيء من خلال الخلايا الكهروضوئية والمركزات والوحدات الفرعية WPT وجهاز استقبال من شأنه أن ينقل الطاقة إلى الأرض أو القمر حسب المتطلبات.
يوصي المعهد باستكمال نظام الطاقة اللاسلكية القائم على الأقمار الصناعية الشمسية بحلول عام 2030.

v تعاونت وزارة النقل في إنديانا (INDOT) مع جامعة بوردو وشركة الأسمنت الألمانية Magment لاختبار طرق الأسمنت المغناطيسي التي يمكن أن تشحن المركبات الكهربائية أثناء تحركها عليها ففي المرحلة الأولى ستجري بوردو اختبارات معملية لتأكيد جدوى الطرق الممغنطة المقترحة.
وبمجرد الموافقة عليها من قبل الجامعة سيتم إنشاء طريق اختبار سريع بطول 1312 قدمًا (400 متر) باستخدام الأسمنت المغناطيسي من Magment ، ثم سيتم إجراء الاختبارات على الطريق بشاحنات تعمل بقوة 200 كيلو وات وإذا نجحت الاختبارات فستستخدم الدولة التكنولوجيا بشكل أكبر لتطوير الطرق العامة.
يعد مشروع الشحن اللاسلكي الأرضي هذا جزءًا من مبادرة ASPIRE (تعزيز الاستدامة من خلال البنية التحتية للطاقة لكهرباء الطرق) التي تدعمها مؤسسة العلوم الوطنية والعديد من المؤسسات العامة والخاصة الأخرى.

v تعمل WiTricity، وهي شركة مقرها الولايات المتحدة، على تقنية Park and-charge التي تهدف إلى شحن السيارات الكهربائية عبر الرنانات المغناطيسية أثناء وقوف السيارات.

إلى جانب إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي، يعد نقل الطاقة اللاسلكية أيضًا تطورًا تكنولوجيًا لا مفر منه ستختبره البشرية على مستوى جديد تمامًا في السنوات القادمة.

محطات التحويل الكهربائية الرئيسية

تعتبر محطات التحويل الكهربائية الرئيسية

بقلم/ م. تركي العصيمي

تعتبر محطات التحويل الكهربائية الرئيسية حلقة الوصل ما بين محطات توليد الكهرباء ومحطات التوزيع، يتم من خلالها نقل الكهرباء من محطات التوليد إلى محطات التحويل الرئيسية عن طريق الكابلات الأرضية أو الكابلات الهوائية حيث تقوم محطات التحويل بمهمة نقل الكهرباء بين محطة تحويل رئيسية وأخرى وأيضاً تعمل على خفض الجهد الكهربائي ليصل الى 11 كيلو فولت ثم إلى قطاع توزيع الكهرباء، وفي دولة الكويت يتم ربط محطات التحويل الرئيسية بأربع مراكز تحكم وهم الجابرية والشعيبة والعاصمة والجهراء ، لتقوم هذه المراكز بمراقبة جميع عمليات الفصل والتوصيل التي تتم بالمحطات وتقوم بمراقبة الأعطال التي تحدث بتلك المحطات.

كما ذكرنا سابقاً بأن محطات التحويل الرئيسية في الكويت وظيفتها تخفيض الجهد الكهربائي ليصل الى 11 كيلو فولت والمسؤول عن هذه العملية في المحطة هي محولات الطاقة، حيث أن جميع محولات الطاقة الموجودة في محطات التحويل الرئيسية تعتبر خافضة للجهد الكهربائي، تحول محولات الطاقة في محطات التحويل الرئيسية الجهد حسب نوع المحطة هنالك محطات 33كيلو فولت\ 11 كيلو فولت

132 كيلو فولت\ 11كيلو فولت

300 كيلو فولت \132 كيلو فولت\11 كيلو فولت

مكونات محطات التحويل الرئيسية:

1- المحولات transformer

المحولات الكهربائية هي أجهزة كهرومغناطيسية تقوم بتحويل الجهد والتيار من مستوى لآخر.

2- القواطع الآلية circuit breaker
إن الهدف من القواطع الآلية المستخدمة في محطات التحويل هو إطفاء الشرارة التي تحدث في حالات الفصل والتوصيل.

3- المستعزلات ISOLATORS

والهدف منها هو العزل المرئي للجزء الذي نريد القيام بالصيانة عليه، سواء أن كانت عادية أو مبرمجة من قبل المسؤولين عن المحطة.

4- روابط القضبان BUSBAR

وهي عبارة عن قضبان من النحاس ترتبط بها كل المحولات والمغذيات بنفس الجهد ومهمتها هي نقل القدرة الكهربائية من خلية إلى أخرى.

5- المغذيات FEEDERS

تعمل على تغذية المحطات ونقل الطاقة بين محطة وأخرى وهي إما أن تكون مغذيات كابلات أرضية أو مغذيات كابلات هوائية.

6- أجهزة الوقاية PROTECTION RELAYS

الهدف منها عزل منطقة العطل عن باقي أجزاء المحطة والشبكة الكهربائية.

7- المحولات المحلية LOCAL TRANSFORMERS
وهي مسئولية عن تغذية المحطة من إنارة وتكيف وشحن البطاريات الاحتيا

8- البطاريات الاحتياطية
تعمل على تأمين الكهرباء في دوائر التوصيل عند حدوث عطل في المحطة بالكامل لحين ارجاع المحطة وتعمل تقريبا لمدة 6 ساعات قبل ارجاع المحطة للعمل.

9- غرفة الاتصالات COMMUNICATION ROOM

وهي الغرفة المسؤولة عن ارسال واستقبال الإشارات من والى مراكز التحكم للشبكة الكهربائية

تقنية الشّحن اللاسلكيّ

كانت البداية الحقيقيّة للشّحن اللاسلكيّ عام 2006 عندما تم توظيف تقنيّة قديمة تعرف بالرنين (Resonance) وتستخدم في الإلكترونيّات عموماً والاتصالات خصوصاً لنقل كميّة كبيرة من الطاقة عبر الموجات الكهرومغناطيسيّة في معهد ماستشوسس للتكنولوجيا، ومع أنّ هذه الفكرة كانت إحدى أحلام نيكولا تسلا (Nikola Tesla) لكنَّ التجربة فشلت في حينها، ومع أن هذه التقنيّة تطورت بشكل كبير خلال فترة قصيرة لكنها مازالت في بداياتها كعملاق ولد حديثاً.

(Wireless Charging Technology)

بقلم: عبدالغفار عبدالكريم إسماعيل

المعهد الصناعي الشويخ

كانت البداية الحقيقيّة للشّحن اللاسلكيّ عام 2006 عندما تم توظيف تقنيّة قديمة تعرف بالرنين (Resonance) وتستخدم في الإلكترونيّات عموماً والاتصالات خصوصاً لنقل كميّة كبيرة من الطاقة عبر الموجات الكهرومغناطيسيّة في معهد ماستشوسس للتكنولوجيا، ومع أنّ هذه الفكرة كانت إحدى أحلام نيكولا تسلا (Nikola Tesla) لكنَّ التجربة فشلت في حينها، ومع أن هذه التقنيّة تطورت بشكل كبير خلال فترة قصيرة لكنها مازالت في بداياتها كعملاق ولد حديثاً.

تنبع أهميّة الشّحن اللاسلكيّ من أنه طريقة رائعة لحل جميع المشاكل المرافقة لعمليّة الشّحن التقليديّ، الأمر الذي أعطى الكثير من الأمان، بالإضافة إلى راحة وحريّة للمستخدم كنتيجة طبيعيّة للتخلص من الأسلاك ومشاكل المقابس المختلفة والفوضى النّاتجة عنهما، ومهّد الطّريق أمام العديد من تقنيّات الشّحن اللاسلكيّة المُستخدمة في يومنا هذا.

يتكون نظام الشّحن المغناطيسيّ اللاسلكيّ كما هو موضح بالشكل من قسمين رئيسيين؛ نظام إرسال الطاقة (Power Transmitter System) والذي يتم فيه توليد ترددات في دائرة المذبذب (Oscillator) من التيّار المستمر، وبعدها يتم رفع قدرة هذه التّرددات بمرحلة الإخراج (Power Stage) لتناسب قدرة الجهاز المراد إرسال الطاقة له، ومن ثَمَّ يتم تحويل هذه الموجات الكهربائية إلى موجات كهرومغناطيسية عن طريق ملف الإرسال، ويقوم القسم الثاني قسم أو نظام استقبال الطاقة (Power Receiver System) باستقبال الموجات الكهرومغناطيسيّة وتحويلها إلى طاقة كهربائيّة عن طريق ملف الاستقبال، ويتم تقويم هذه الموجات للحصول على التيار المستمر منها (Rectification)، وبعد تنظيمها (Regulation) يتمّ إرسالها لدائرة الشّحن ومنها للبطارية، بالإضافة لدائرة حماية البطارية والتي تعد بحدّ ذاتها نظام متكامل قائم بذاته.

تعتمد كميّة الطاقة التي يلتقطها جهاز الاستقبال على "عامل الاقتران"، فبزيادة هذا العامل ستزيد كميّة الطاقة المنقولة لاسلكيّاً، ويمكن التحكم بعامل الاقتران من خلال التحكم Œبحجم ملفّ المرسل وحجم ملفّ المستقبل بعدد الملفّات المستخدمة في الإرسال والاستقبال Žبالمسافة بين ملفات الإرسال والاستقبال بموضع ملفّ الاستقبال بالنسبة لملفّ الإرسال.

وكالعادة فقد تمّ تقنين تصميم وتطوير أجهزة الشّحن اللاسلكيّة بمجموعة من القواعد من قبل هيئات مختلفة، ويجب اختيار المعيار اللاسلكيّ المناسب للجهاز المراد تصميمه من خلال إحدى هذه الجهات المنظمة، ليلائم أجهزة الشّحن اللاسلكيّة المتوفرة في الأسواق ويستمدّ الطاقة منها.

تستخدم أجهزة الشّحن اللاسلكيّ لشحن الهواتف الذكيّة، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللّوحيّة، وروبوتات الخدمة كالمكانس، والألعاب الإلكترونيّة، والأجهزة الطبيّة، والدراجات الهوائية والسيارات الكهربائيّة، والكثير من الأدوات الكهربائيّة، وفي كل يوم تزداد كفاءة نظم الشّحن وعدد الأجهزة التي تستخدمها...

الطاقه المتجددة في الكويت ورؤية الكويت 2035

في البداية سوف نتطرق إلى مفهوم وأنواع الطاقات بشكل عام، فهنالك طاقات متجددة وطاقات غير متجددة وبالنسبة للطاقات الغير المتجددة فهي الطاقات التي تنفذ عند استخدامها مثل الوقود الاحفوري والفحم والغاز الطبيعي والطاقة النووية وأما الطاقات المتجددة هي الطاقات التي لا تنفذ عند استخدامها مثل:

م / علي راشد الأذينة

عضو هيئة تدريب

معهد التدريب المهني

في البداية سوف نتطرق إلى مفهوم وأنواع الطاقات بشكل عام، فهنالك طاقات متجددة وطاقات غير متجددة وبالنسبة للطاقات الغير المتجددة فهي الطاقات التي تنفذ عند استخدامها مثل الوقود الاحفوري والفحم والغاز الطبيعي والطاقة النووية وأما الطاقات المتجددة هي الطاقات التي لا تنفذ عند استخدامها مثل:

الطاقة المائية وهي طاقة المد والجزر وطاقة الأمواج والطواحين من خلال الأنهار وتستخدم في سوريا على نهر العاصي والسدود كالسد العالي في مصر.
الطاقة الحرارية الجوفية وهي الطاقة التي تُستخدم في المناطق البركانية.
طاقة الرياح وهي الطاقة الحركية للرياح يتم استخدام المراوح فيها لإنتاج الطاقه الكهربائية.
طاقة الكتلة الحيوية وهي طاقه تؤخذ من منتجات النباتات والحيوانات مثل السماد ومخرجات الحيوانات ونفايات الحدائق وبقايا المحاصيل.
الطاقة الشمسية وهي الطاقة التي تُستمد من الشمس وتُعتبر من أفضل مصادر الطاقة المتجددة تستخدم في الكويت.

وهنا يتبادر للأذهان سؤال محير وهو لماذا تعتبر الطاقة الشمسية أفضل طاقة متجددة تستخدم في الكويت؟

لنتعرف قليلاً عن الطاقة الشمسية فهي الطاقة التي تُستمد من الشمس ومن خصائصها أنها تُعتبر من أهم وأكثر الطاقات المتجددة المستخدمة ( التقنيات التي تستخدم في هذا النوع من الطاقة المتجددة بسيطة نسبياً عند مقارنتها بالتقنيات الاخرى) ،وتعتبر مصدراً دائماً للطاقة وتتميز بأنها متوفرة طوال العام أي أنها لا تفنى إلا عند فناء العالم ويمكن تحويلها من صورة إلى أخرى من صور الطاقة، كمثال تحويلها من طاقة شمسية إلى طاقة حرارية عن طريق استخدام بايبات لتسخين الماء أو من طاقة شمسية إلى طاقة كهربائية عن طريق استخدام الألواح الشمسية وأيضاً تتميز بأنها طاقة نظيفة وآمنة للبيئة فهي لا تُحدث أي شكل من أشكال تلوث الجو ولا يلزم إنتاجها أي نوع من أنواع الوقود وتكلفة تشغيلها تكون قليلة.

وكما أن لهذه الطاقة العديد من الإيجابيات فلها عدد من السلبيات والعيوب منها أن كفاءة الخلايا الشمسية تقدر بحوالي 20 % فقط، وعلى الرغم من ذلك فما تزال الدراسات العلمية وعمليات البحث والتطوير على الخلايا قائمة لرفع معدل كفائتها كما أن تكلفة الانشاء للألواح الشمسية تكون عالية أي أنها مكلفة تقريباً ولكن على فترات طويلة يكون استخدام هذه الطاقة مربح ، وأيضاً ارتفاع أسعار البطاريات التي تُستخدم في تخزين الطاقة الشمسية وعدم توفر الطاقة الشمسية لطوال اليوم، كما أنّ وجودها أو عدم وجودها يتغير بتغير فصول السنة مما يجعلها مصدراً غير ثابت بالنسبة للكثيرين وتأثرها بتغير المناخ المحيط كالغيوم والغبار كما يجب تنظيف الالواح الشمسية بشكل دوري كون عدم نظافتها واتساخها يقلل من فعاليتها بنسبة 50% وطبعا تختلف من بلد الى آخر.

كيف تعمل الطاقة الشمسية :

تمتص الالواح الشمسية الطاقه الساقطة عليها من أشعة الشمس وتحولها إلى طاقة كهربائية في صورة تيار مستمر بعدها يتتم تحويلها من خلال inverter من تيار مستمر إلى تيار متردد لاستخدامه في الشبكة المحلية ويتم تخزين جزء من الطاقة لاستخدامها ليلاً عن طريق استخدام بطاريات.

وهنا نرى الشكل الذي يبين توزيع معدل الإشعاع الساقط من الشمس في دولة الكويت ويعتبر هذا المعدل من أكبر المعدلات للإسقاط الشمسي في العالم .

تتمتع دولة الكويت من خلال موقعها الجغرافي بدرجة عالية من الطاقة الشمسية ، حيث تصل نسبة سطوع الشمس الفعلية خلال فصل الصيف أي من شهر يونيو إلى نهاية أغسطس الى 10 ساعات تقريباً أما في فصل الصيف من مارس إلى ابريل تصل إلى 9 ساعات تقريباً وبين شهري ديسمبر ويناير تصل الى 7 ساعات، فدولة الكويت تتعرض لكمية كبيرة من الاشعاع الشمسي وهي من أشد المناطق حرارة في العالم ، لذا يجب أن يتم استغلال هذه الطاقة وتحويلها إلى طاقة كهربائية، وتم تركيب ألواح الطاقة الشمسية في عدد من الجمعيات التعاونية في الكويت وفي بعض المنازل.

وفي النهاية هناك رؤية مستقبلية لدولة الكويت وتسمى برؤية 2035 وتضم العديد من المشاريع ومن ضمن هذه المشاريع مشروع منطقة الشقايا للطاقة المتجددة ويضم نوعين من أنواع الطاقة المتجددة وهما محطة الشقايا للطاقة الشمسية ومحطة الشقايا لطاقة الرياح وتطبيقاً لرؤيته السامية بتأمين نسبة 15% من الطلب المحلي على الكهرباء باستخدام الطاقة المتجددة بحلول عام 2030 .

أجهزتك القديمة لازالت ذكية..

من منا لا يمتلك هاتف ذكي قديم أو جهاز لوحي قديم؟ وعليه فإن

إعداد/عبدالله عبدالوهاب

- من منا لا يمتلك هاتف ذكي قديم أو جهاز لوحي قديم؟ وعليه فإن البعض لا يتخلص من الأجهزة القديمة لأسباب منها احتوائها على بيانات شخصية أو صور قديمة أو لا يعلم كيف يبيع تلك الأجهزة ومن سيشتريها، لذلك نقدم لكم عدة اقتراحات:

يمكن الاستفادة من الأجهزة القديمة التي لازالت تعمل على النحو التالي:

-جهاز ملاحة: هاتفك الذكي أو الجهاز اللوحي يمكن استخدامه كجهاز ملاحة للسيارة عوضاً عن استخدام هاتفك الخاص، فكل ما عليك فعله هو تثبيت الجهاز وتحميل تطبيقات مثل خرائط قوقل وتطبيقات أخرى تدعم الملاحة دون انترنت.

-كاميرا خاصة: قد تود المغامرة في البحر أو التسلق وبالطبع لن تجازف في هاتفك الجديد، فيمكنك استخدام الجهاز القديم ككاميرا خاصة عوضاً عن تخزين الصور في هاتفك الخاص.

-جهاز تسجيل: إن كنت تعمل في مجال الصحافة فقد أصبح لديك جهاز التسجيل الخاص بك وبضغطة زر يمكنك تسجيل المقابلة أو الندوات وحفظها.

-نظام مراقبة: يمكنك أيضا استخدام الهاتف كنظام مراقبة لأطفالك، وهناك تطبيقات تدعم تلك التقنية بل وتمكنك من التحدث عن طريق هاتفك من أي مكان.

نظام ترفيه: الجهاز اللوحي القديم مثل أجهزة الآي باد تدعم برامج الفيديو والمنصات مثل يوتيوب وغيرها، كل ما عليك هو تثبيتها في المقاعد الخلفية لسيارتك ودع الاطفال يستمتعون بنظام الترفيه أثناء الرحلة.

وأخيراً هناك استخدامات عديدة لاجهزتك القديمة على حسب احتياجاتك، وإن كنت مصراً على التخلص منها فتأكد أولاً من مسح جميع بياناتك وإعادة الجهاز إلى حالة المصنع لضمان عدم تسريب أو الدخول لبياناتك عند بيع أو اعطاء الجهاز لمستخدم آخر.

أراء تكنولوجيا